1 La struttura interna della stampante laser
La struttura interna della stampante laser è composta da quattro parti principali, come mostrato nella Figura 2-13.
Figura 2-13 La struttura interna della stampante laser
(1) Unità laser: emette un raggio laser con informazioni di testo per esporre il tamburo fotosensibile.
(2) Unità di alimentazione della carta: controlla l'ingresso e l'uscita della carta nella stampante al momento opportuno.
(3) Unità di sviluppo: coprire la parte esposta del tamburo fotosensibile con il toner per formare un'immagine visibile a occhio nudo e trasferirla sulla superficie della carta.
(4) Unità di fissaggio: il toner che ricopre la superficie della carta viene fuso e fissato saldamente sulla carta mediante pressione e riscaldamento.
2 Principio di funzionamento della stampante laser
Una stampante laser è un dispositivo di output che combina la tecnologia di scansione laser con la tecnologia di imaging elettronico. Le stampanti laser hanno funzioni diverse a seconda del modello, ma la sequenza e il principio di funzionamento sono gli stessi.
Prendendo come esempio le stampanti laser HP standard, la sequenza di lavoro è la seguente.
(1) Quando l'utente invia un comando di stampa alla stampante tramite il sistema operativo del computer, le informazioni grafiche da stampare vengono prima convertite in informazioni binarie tramite il driver della stampante e infine inviate alla scheda di controllo principale.
(2) La scheda di controllo principale riceve e interpreta le informazioni binarie inviate dal driver, le adatta al raggio laser e controlla la parte laser affinché emetta luce in base a tali informazioni. Allo stesso tempo, la superficie del tamburo fotosensibile viene caricata dal dispositivo di ricarica. Quindi, il raggio laser con informazioni grafiche viene generato dalla parte di scansione laser per esporre il tamburo fotosensibile. Dopo l'esposizione, si forma un'immagine latente elettrostatica sulla superficie del tamburo del toner.
(3) Dopo che la cartuccia del toner è a contatto con il sistema di sviluppo, l'immagine latente diventa grafica visibile. Passando attraverso il sistema di trasferimento, il toner viene trasferito sulla carta sotto l'azione del campo elettrico del dispositivo di trasferimento.
(4) Una volta completato il trasferimento, la carta entra in contatto con la lama a denti di sega che dissipa l'elettricità e scarica a terra la carica presente sulla carta. Infine, entra nel sistema di fissaggio ad alta temperatura e la grafica e il testo formati dal toner vengono integrati nella carta.
(5) Dopo la stampa delle informazioni grafiche, il dispositivo di pulizia rimuove il toner non trasferito e passa al ciclo di lavoro successivo.
Tutti i processi di lavorazione sopra descritti devono passare attraverso sette fasi: carica, esposizione, sviluppo, trasferimento, eliminazione della potenza, fissaggio e pulizia.
1>. Carica
Per far sì che il tamburo fotosensibile assorba il toner secondo le informazioni grafiche, è necessario prima caricarlo.
Attualmente sono disponibili sul mercato due metodi di ricarica per le stampanti: la ricarica a corona e la ricarica tramite rulli di ricarica, entrambi con caratteristiche proprie.
La carica corona è un metodo di carica indiretta che utilizza il substrato conduttivo del tamburo fotosensibile come elettrodo, mentre un filo metallico molto sottile viene posizionato vicino al tamburo fotosensibile come altro elettrodo. Durante la copia o la stampa, al filo viene applicata una tensione molto elevata e lo spazio attorno al filo forma un intenso campo elettrico. Sotto l'azione del campo elettrico, gli ioni con la stessa polarità del filo corona fluiscono verso la superficie del tamburo fotosensibile. Poiché il fotorecettore sulla superficie del tamburo fotosensibile presenta un'elevata resistenza al buio, la carica non fluirà via, quindi il potenziale superficiale del tamburo fotosensibile continuerà a salire. Quando il potenziale raggiunge il massimo potenziale di accettazione, il processo di carica termina. Lo svantaggio di questo metodo di carica è la facile generazione di radiazioni e ozono.
La ricarica tramite rulli di carica è un metodo di ricarica a contatto, che non richiede un'elevata tensione di carica ed è relativamente ecologico. Pertanto, la maggior parte delle stampanti laser utilizza rulli di carica per la ricarica.
Prendiamo come esempio il caricamento del rullo di carica per comprendere l'intero processo di funzionamento della stampante laser.
Innanzitutto, il circuito ad alta tensione genera alta tensione, che carica la superficie del tamburo fotosensibile con elettricità negativa uniforme attraverso il componente di carica. Dopo che il tamburo fotosensibile e il rullo di carica ruotano in sincronia per un ciclo, l'intera superficie del tamburo fotosensibile si carica con una carica negativa uniforme, come mostrato in Figura 2-14.
Figura 2-14 Diagramma schematico della ricarica
2>. esposizione
L'esposizione avviene attorno a un tamburo fotosensibile, esposto a un raggio laser. La superficie del tamburo fotosensibile è costituita da uno strato fotosensibile, che ricopre la superficie del conduttore in lega di alluminio, il quale è collegato a terra.
Lo strato fotosensibile è un materiale fotosensibile, caratterizzato dall'essere conduttivo quando esposto alla luce e isolante prima dell'esposizione. Prima dell'esposizione, la carica uniforme viene caricata dal dispositivo di carica e la zona irradiata, dopo essere stata irradiata dal laser, diventa rapidamente conduttrice e conduce con il conduttore in lega di alluminio, quindi la carica viene rilasciata a terra per formare l'area di testo sulla carta da stampa. La zona non irradiata dal laser mantiene comunque la carica originale, formando un'area vuota sulla carta da stampa. Poiché l'immagine di questo carattere è invisibile, viene chiamata immagine latente elettrostatica.
Nello scanner è installato anche un sensore di segnale sincrono. La funzione di questo sensore è garantire che la distanza di scansione sia costante, in modo che il raggio laser irradiato sulla superficie del tamburo fotosensibile possa ottenere il miglior effetto di imaging.
La lampada laser emette un raggio laser contenente informazioni sui caratteri, che colpisce il prisma riflettente rotante multiforme, il quale a sua volta riflette il raggio laser sulla superficie del tamburo fotosensibile attraverso il gruppo di lenti, scansionando così il tamburo fotosensibile orizzontalmente. Il motore principale aziona il tamburo fotosensibile in rotazione continua per consentire la scansione verticale del tamburo fotosensibile da parte della lampada laser. Il principio di esposizione è illustrato nella Figura 2-15.
Figura 2-15 Diagramma schematico di un'esposizione
3>. sviluppo
Lo sviluppo è il processo che utilizza il principio di repulsione tra persone dello stesso sesso e attrazione tra persone di sesso opposto delle cariche elettriche per trasformare l'immagine elettrostatica latente invisibile a occhio nudo in grafica visibile. Al centro del rullo magnetico (chiamato anche rullo magnetico di sviluppo o rullo magnetico in breve) è presente un dispositivo magnetico e il toner nel contenitore della polvere contiene sostanze magnetiche che possono essere assorbite dal magnete, quindi il toner deve essere attratto dal magnete al centro del rullo magnetico di sviluppo.
Quando il tamburo fotosensibile ruota nella posizione in cui è a contatto con il rullo magnetico di sviluppo, la parte della superficie del tamburo fotosensibile che non è irradiata dal laser ha la stessa polarità del toner e non lo assorbirà; mentre la parte irradiata dal laser ha la stessa polarità del toner. Al contrario, secondo il principio di repulsione tra persone dello stesso sesso e attrazione tra persone del sesso opposto, il toner viene assorbito sulla superficie del tamburo fotosensibile dove viene irradiato il laser e quindi sulla superficie si formano grafiche di toner visibili, come mostrato nella Figura 2-16.
Figura 2-16 Diagramma del principio di sviluppo
4>. stampa a trasferimento
Quando il toner viene trasferito in prossimità della carta da stampa tramite il tamburo fotosensibile, sul retro della carta è presente un dispositivo di trasferimento che applica un'elevata pressione sul retro della carta. Poiché la tensione del dispositivo di trasferimento è superiore a quella dell'area di esposizione del tamburo fotosensibile, la grafica e il testo formati dal toner vengono trasferiti sulla carta da stampa sotto l'azione del campo elettrico del dispositivo di carica, come mostrato nella Figura 2-17. La grafica e il testo appaiono sulla superficie della carta da stampa, come mostrato nella Figura 2-18.
Figura 2-17 Diagramma schematico della stampa a trasferimento (1)
Figura 2-18 Diagramma schematico della stampa a trasferimento (2)
5>. Dissipare l'elettricità
Quando l'immagine del toner viene trasferita sulla carta da stampa, il toner copre solo la superficie della carta e la struttura dell'immagine formata dal toner viene facilmente distrutta durante il processo di trasporto della carta da stampa. Per garantire l'integrità dell'immagine del toner prima del fissaggio, dopo il trasferimento, passerà attraverso un dispositivo di eliminazione dell'elettricità statica. La sua funzione è quella di eliminare la polarità, neutralizzare tutte le cariche e rendere la carta neutra in modo che la carta possa entrare senza problemi nell'unità di fissaggio e garantire la stampa in uscita. La qualità del prodotto è mostrata nella Figura 2-19.
Figura 2-19 Diagramma schematico dell'eliminazione di potenza
6>. fissaggio
Il riscaldamento e il fissaggio sono il processo di applicazione di pressione e riscaldamento all'immagine del toner assorbita sulla carta da stampa per sciogliere il toner e immergerlo nella carta da stampa, formando così una grafica stabile sulla superficie della carta.
Il componente principale del toner è la resina, il punto di fusione del toner è di circa 100°C e la temperatura del rullo riscaldante dell'unità di fissaggio è di circa 180°C.
Durante il processo di stampa, quando la temperatura del fusore raggiunge una temperatura predeterminata di circa 180°C quando la carta che assorbe il toner passa attraverso lo spazio tra il rullo riscaldante (noto anche come rullo superiore) e il rullo di gomma di pressione (noto anche come rullo inferiore di pressione), il processo di fusione sarà completato. L'alta temperatura generata riscalda il toner, che si scioglie sulla carta, formando così un'immagine e un testo pieni, come mostrato nella Figura 2-20.
Figura 2-20 Diagramma di principio del fissaggio
Poiché la superficie del rullo riscaldante è rivestita da un rivestimento che non aderisce facilmente al toner, quest'ultimo non aderirà alla superficie del rullo riscaldante a causa dell'elevata temperatura. Dopo il fissaggio, la carta da stampa viene separata dal rullo riscaldante tramite la pinza di separazione e inviata fuori dalla stampante attraverso il rullo di alimentazione.
Il processo di pulizia consiste nel raschiare il toner dal tamburo fotosensibile che non è stato trasferito dalla superficie della carta al contenitore del toner di scarto.
Durante il processo di trasferimento, l'immagine del toner sul tamburo fotosensibile non può essere trasferita completamente sulla carta. Se non viene pulita, il toner rimasto sulla superficie del tamburo fotosensibile verrà trasportato nel ciclo di stampa successivo, distruggendo l'immagine appena generata e compromettendo così la qualità di stampa.
Il processo di pulizia viene eseguito da un raschietto in gomma, la cui funzione è quella di pulire il tamburo fotosensibile prima del successivo ciclo di stampa. Poiché la lama del raschietto in gomma è resistente all'usura e flessibile, la lama forma un angolo di taglio con la superficie del tamburo fotosensibile. Quando il tamburo fotosensibile ruota, il toner sulla superficie viene raschiato nel contenitore del toner di scarto dal raschietto, come mostrato nella Figura 2-21.
Figura 2-21 Diagramma schematico di una pulizia
Data di pubblicazione: 20 febbraio 2023